磁脈沖發(fā)射天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種磁脈沖發(fā)射天線，應(yīng)用于移動支付設(shè)備中，用于發(fā)射磁脈沖信號以與讀卡器進行數(shù)據(jù)交互，所述磁脈沖發(fā)射天線包括磁芯和發(fā)射線圈，所述磁芯呈片狀結(jié)構(gòu)，所述發(fā)射線圈以緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞在所述磁芯的線圈卷繞部上；其中，所述磁脈沖發(fā)射天線將移動支付設(shè)備生成的用于支付的支付報文通過磁脈沖信號的方式發(fā)送到讀卡器，由讀卡器的磁頭識別出磁脈沖標記化的支付報文并進行支付。本發(fā)明通過對磁脈沖發(fā)射天線的磁芯形狀和厚度做出限定，能夠在一定距離內(nèi)提高磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射磁脈沖信號的強度，進而更好地被POS終端的磁頭所捕獲，提高支付體驗。
【專利說明】
磁脈沖發(fā)射天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于移動支付領(lǐng)域，具體涉及一種磁脈沖發(fā)射天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 公開號為CN204926176U，名稱為《一種線下移動支付系統(tǒng)》的中國專利，公開了一 種線下移動支付系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:編碼單元，用于以包含銀行卡磁條信息的源數(shù)據(jù)為輸 入，生成與所述源數(shù)據(jù)相匹配的脈沖信號;波形調(diào)制單元，用于以所述脈沖信號為輸入，生 成與所述脈沖信號相匹配的調(diào)制信號；智能手機，用于接收和輸出所述調(diào)制信號;磁脈沖發(fā) 射器，用于從所述智能手機接收所述調(diào)制信號，并將所述調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成磁脈沖信號，以及 輸出所述磁脈沖信號；P0S終端，用于通過其磁頭從所述磁脈沖發(fā)射器接收所述磁脈沖信 號，將所述磁脈沖信號轉(zhuǎn)換成銀行卡的磁條信息數(shù)據(jù)，并進行支付。上述專利的技術(shù)方案 中，其磁脈沖發(fā)射器包括由磁體和纏繞在磁體上的發(fā)射線圈組成的磁脈沖發(fā)射端（即磁脈 沖發(fā)射天線），磁脈沖發(fā)射天線可以將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成磁脈沖信號并發(fā)送至P0S終端的磁 頭。
[0003] 用于移動支付裝置的磁脈沖發(fā)射天線通常呈長方體式片狀結(jié)構(gòu)，為了在P0S終端 的磁頭處使用磁脈沖發(fā)射天線模擬銀行卡刷卡支付時取得較好地模擬刷卡效果（即磁脈沖 發(fā)射天線較好地向P0S終端的磁頭傳遞磁脈沖信號），在模擬刷卡支付時，磁脈沖發(fā)射天線 所在平面通常以平行于P0S終端的刷卡槽為較佳(對于具有豎槽刷卡槽的P0S終端來說）。如 圖1所示，示出了具有豎槽刷卡槽3a的P0S終端2和內(nèi)部設(shè)有磁脈沖發(fā)射天線的移動支付裝 置(鑰匙扣形態(tài)）1以及移動支付裝置1貼近P0S終端2模擬銀行卡刷卡支付的示意圖。其中， 呈片狀結(jié)構(gòu)的磁脈沖發(fā)射天線在移動支付裝置1內(nèi)部沿縱向平行設(shè)置，在圖1所示移動支付 裝置1平行貼近P0S終端2的刷卡槽3a時，磁脈沖發(fā)射天線所在平面也平行于刷卡槽3a，此 時，P0S終端2的磁頭將獲得較佳的磁脈沖信號捕獲效果。
[0004] 但是，如圖2所示，若移動支付裝置1相對P0S終端2的刷卡槽以其它角度來擺放移 動支付裝置1時，以圖3-圖4所示的兩種特殊角度為例，P0S終端2的磁頭捕獲磁脈沖信號的 效果相比圖2所示的擺放角度為差。若再將移動支付裝置1擺放在距離P0S終端的磁頭較遠 處一點，P0S終端2的磁頭有可能會發(fā)生捕獲磁脈沖信號失敗的結(jié)果，故而，不利于增強用戶 對該移動支付裝置的使用滿意度以及支付體驗。
[0005] 同樣地，對于具有橫槽刷卡槽的P0S終端來說，也具有上述的針對具有豎槽刷卡槽 的P0S終端模擬刷卡支付時擺放移動支付裝置的角度的問題。圖5所示的移動支付裝置模擬 刷卡示例為較佳的擺放實施例，示出了具有橫槽刷卡槽3b的P0S終端2和內(nèi)部設(shè)有磁脈沖發(fā) 射天線的移動支付裝置(鑰匙扣形態(tài)）1以及移動支付裝置1貼近P0S終端2模擬銀行卡刷卡 支付，圖6和圖7所示的兩種移動支付裝置模擬刷卡示例較差。另外，具有橫槽刷卡槽的P0S 終端的磁頭有時會位于刷卡槽的較深處，即使采用圖5所示的擺放角度示例，有時也會因為 磁頭所處位置較深使得磁脈沖發(fā)射天線距離磁頭較遠，造成磁頭對磁脈沖發(fā)射天線輸出的 磁脈沖信號捕獲效果較差。
[0006] 另外，傳統(tǒng)的磁脈沖發(fā)射天線的結(jié)構(gòu)一般為:在磁芯外設(shè)置有骨架，而發(fā)射線圈則 是纏繞在骨架上，由于骨架的存在，因此導致磁脈沖發(fā)射天線體積有所增大，從而不利于將 磁脈沖發(fā)射天線嵌入至移動支付設(shè)備中。
[0007] 規(guī)則的呈長方體式片狀結(jié)構(gòu)的磁脈沖發(fā)射天線，雖然可以得到比較典型的磁場分 布，但考慮到上述的各種捕獲磁脈沖信號效果較差的情況，需要對磁脈沖發(fā)射天線的形狀 或結(jié)構(gòu)做出有針對性的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種磁脈沖發(fā)射天線，本發(fā)明通過對磁脈沖發(fā)射 天線的磁芯形狀和厚度做出限定，能夠在一定距離內(nèi)提高磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射磁脈沖信號 的強度，進而更好地被P0S終端的磁頭所捕獲，提高支付體驗。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0010] -種磁脈沖發(fā)射天線，應(yīng)用于移動支付設(shè)備中，用于發(fā)射磁脈沖信號以與讀卡器 進行數(shù)據(jù)交互，所述磁脈沖發(fā)射天線包括磁芯和發(fā)射線圈，所述磁芯呈片狀結(jié)構(gòu)，所述發(fā)射 線圈以緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞在所述磁芯的線圈卷繞部上;其中，
[0011] 所述磁脈沖發(fā)射天線將移動支付設(shè)備生成的用于支付的支付報文通過磁脈沖信 號的方式發(fā)送到讀卡器，由讀卡器的磁頭識別出磁脈沖標記化的支付報文并進行支付。
[0012] -優(yōu)選實施例中，所述磁芯的線圈卷繞部為矩形片狀結(jié)構(gòu)。
[0013] -優(yōu)選實施例中，所述磁芯進一步包括設(shè)置在線圈卷繞部兩端的用于增強磁脈沖 信號強度的增磁部。
[0014] -優(yōu)選實施例中，所述線圈卷繞部與增磁部一體設(shè)置。
[0015] -優(yōu)選實施例中，所述增磁部與線圈卷繞部相連的增磁部側(cè)邊的尺寸大于或等于 與其相連的線圈卷繞部側(cè)邊的尺寸。
[0016] -優(yōu)選實施例中，所述增磁部與線圈卷繞部相連的增磁部側(cè)邊的尺寸大于或等于 與其對邊的尺寸。
[0017] -優(yōu)選實施例中，沿所述增磁部與線圈卷繞部連接的側(cè)邊底部設(shè)置有垂直于線圈 卷繞部的矩形表面的擴磁部。
[0018] -優(yōu)選實施例中，所述磁芯的厚度為0.05~0.7mm。
[0019] 一優(yōu)選實施例中，所述磁脈沖發(fā)射天線將支付報文通過磁脈沖信號的方式發(fā)射至 讀卡器的磁頭的有效作用距離為0~7cm。
[0020] 一優(yōu)選實施例中，所述磁芯的飽和磁感應(yīng)強度為0.72~1.8T。
[0021] -優(yōu)選實施例中，所述磁芯的有效導磁率大于6.25mH/m。
[0022] -優(yōu)選實施例中，所述磁芯的矯頑力為0.16A/m~16A/m。
[0023] -優(yōu)選實施例中，所述磁芯的材料包括鎳基軟磁合金材料，所述鎳基軟磁合金材 料含有36wt %~87wt %的鎳。
[0024] 一優(yōu)選實施例中，所述磁脈沖發(fā)射天線的有效工作溫度為_35°C~88°C。
[0025] -優(yōu)選實施例中，所述線圈卷繞部的一側(cè)邊與相鄰側(cè)邊的長度比例為1.5~3。
[0026] -優(yōu)選實施例中，所述發(fā)射線圈的材料為銀、銅、鋁或合金。
[0027] 采用本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0028] 1、通過在磁芯中部的線圈卷繞部的兩端設(shè)置不同尺寸和形狀的增磁部，進而提高 磁脈沖發(fā)射天線的線圈卷繞部兩端的磁場強度；
[0029] 2、通過將磁脈沖天線的厚度限定在一個較佳的范圍，同樣可以提高磁脈沖發(fā)射天 線發(fā)射的磁脈沖信號強度；
[0030] 3、磁脈沖天線采用無骨架設(shè)計，通過將發(fā)射線圈直接卷繞在裸露的金屬磁芯上， 可以進一步提高磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度；
[0031 ] 4、僅對磁芯的形狀和厚度做出改變，工藝簡單，實現(xiàn)難度較低，控制了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0032] 圖1至圖4為采用移動支付裝置針對具有縱向刷卡槽的P0S機在不同方位下進行刷 卡的示意圖；
[0033] 圖5至圖7為采用移動支付裝置針對具有橫向刷卡槽的P0S機在不同方位下進行刷 卡的示意圖；
[0034]圖8a為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線的立體圖；
[0035]圖8b為對應(yīng)圖8a中的線圈通靜態(tài)穩(wěn)恒電流時其長中軸線所在平面上的靜態(tài)磁力 線分布圖；
[0036]圖9a和圖9b為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線的截面圖和立體圖；
[0037]圖9c為對應(yīng)圖9a、圖9b中的線圈通靜態(tài)穩(wěn)恒電流時其長中軸線所在平面上的靜態(tài) 磁力線分布圖；
[0038]圖10a和圖10b為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線的截面圖和立體圖；
[0039] 圖10c和圖10d為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線的截面圖和立體圖；
[0040] 圖11a和圖lib為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線的截面圖和立體圖；
[0041 ]圖11c和圖lid為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線的截面圖和立體圖；
[0042]圖lie為本發(fā)明對應(yīng)圖11c、圖lid中的線圈通靜態(tài)穩(wěn)恒電流時其長中軸線所在平 面上的靜態(tài)磁力線分布圖；
[0043]圖12a和圖12b為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線在兩個不同方位下的截面圖； [0044]圖12c為對應(yīng)圖12a所示的磁脈沖發(fā)射天線的立體圖；
[0045] 圖13a和圖13b為本發(fā)明一實施例中磁脈沖發(fā)射天線的截面圖和立體圖；
[0046] 圖13c為對應(yīng)圖13a所示的磁脈沖發(fā)射天線的立體圖。
【具體實施方式】
[0047] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā) 明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0048] 本發(fā)明提供了一種磁脈沖發(fā)射天線，可應(yīng)用于移動支付設(shè)備中，用于發(fā)射磁脈沖 信號以與讀卡器/智能卡讀卡器(本發(fā)明中的具體實施例以P0S終端為例）的磁頭進行數(shù)據(jù) 交互。在具體的應(yīng)用實例中，承載有本發(fā)明所提供的磁脈沖發(fā)射天線的移動支付裝置可以 將用于支付的支付報文以磁脈沖信號的形式在短距離內(nèi)進行發(fā)送，由P0S終端的磁頭捕獲 到磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號后，生成POS報文并發(fā)送至POS運營商，POS運營商與收 單網(wǎng)絡(luò)進行結(jié)算，并將電子支付結(jié)果反饋至P0S終端，藉由P0S終端打印支付憑條，完成線下 無卡的移動支付過程。具體的，本發(fā)明所提供的磁脈沖發(fā)射天線包括有磁芯和發(fā)射線圈，磁 芯呈片狀結(jié)構(gòu)，發(fā)射線圈以緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞在磁芯的線圈卷繞部上。區(qū) 別于現(xiàn)有技術(shù)中線圈纏繞在磁芯外的骨架上，本發(fā)明采用無骨架的纏繞方式，在片狀結(jié)構(gòu) 的磁芯上直接纏繞發(fā)射線圈，能夠使閉合的磁力線在刷卡空間區(qū)域分散更開放均勻，進而 有利于帶來更好的支付體驗。
[0049] 在本發(fā)明的一可選實施例中，磁芯的線圈卷繞部為矩形片狀(或稱條狀)結(jié)構(gòu)。具 體可參照圖8a所示，磁芯呈矩形片狀，金屬線圈20以緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞在 磁芯的線圈卷繞部10上。需要說明的是，為了圖示方便和更加清楚，圖中所示的線圈并未以 緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞在磁芯的線圈卷繞部10上，但是這并不影響本發(fā)明的保 護范圍。
[0050] 在本發(fā)明的一可選實施例中，磁芯進一步包括設(shè)置在線圈卷繞部兩端的用于增強 磁脈沖信號強度的增磁部。在本發(fā)明的一可選實施例中，線圈卷繞部與增磁部一體設(shè)置。例 如可將線圈卷繞部與增磁部一次性壓制成型或者切割成型，磁芯中部用于卷繞線圈的區(qū)域 定義為線圈卷繞部，而磁芯線圈卷繞部兩端的區(qū)域定義為增磁部。此外在本發(fā)明中，線圈卷 繞部兩端的增磁部可具有多種形狀，在下文會進行進一步的描述。
[0051 ]在本發(fā)明的一可選實施例中，磁脈沖發(fā)射天線將用于支付的支付報文通過磁脈沖 信號的方式發(fā)射至讀卡器的磁頭的有效作用距離為〇~7cm。在此需要說明的是，此處所述 的有效作用距離為磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號能被P0S終端的磁頭有效捕獲的距 離，并不代表磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號的實際距離。在實際應(yīng)用中，雖然磁脈沖發(fā) 射天線發(fā)射的磁脈沖信號距離比上述有效作用距離最大值還要大，但是由于距離過遠導致 信號強度不夠，進而可能無法被P0S終端的磁頭有效捕獲，因此為了保證用戶的支付體驗， 經(jīng)測試磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射磁脈沖信號至P0S終端的磁頭的有效作用距離為0~7cm，完全 能夠?qū)崿F(xiàn)使用移動支付進行支付的需求。
[0052]在本發(fā)明的一可選實施例中，磁芯的飽和磁感應(yīng)強度為0.72~1.8T。
[0053]在本發(fā)明的一可選實施例中，磁芯的有效導磁率為6.25mH/m。
[0054] 在本發(fā)明的一可選實施例中，磁芯的矯頑力為0.16A/m~16A/m。
[0055] 通過選用各種具有不同飽和磁感應(yīng)強度、有效導磁率以及矯頑力的磁芯進行試驗 后得出，通過采用具有上述性能的磁芯能夠增強磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射在一定距離內(nèi)發(fā)射的 磁脈沖信號強度，進而提高用戶支付體驗。
[0056] 在本發(fā)明的一可選實施例中，磁芯的材料包括鎳基軟磁合金材料，且選用的鎳基 軟磁合金材料含有36wt %~87wt %的鎳。需要說明的是，以上列舉的磁芯材料僅僅是考慮 到磁脈沖發(fā)射天線的性能以及制造成本的因素而選用的材料，后續(xù)考慮到其他相關(guān)因素還 可以選用其他材料，在此不予贅述。
[0057]在本發(fā)明的一可選實施例中，磁脈沖發(fā)射天線的有效工作溫度為-35°C_88°C。需 要說明的是，此處所述的磁脈沖發(fā)射天線的有效工作溫度為能夠保證磁脈沖發(fā)射天線正常 使用的溫度，在此溫度范圍內(nèi)能夠適用于絕大多數(shù)的支付場景。
[0058]在本發(fā)明的一可選實施例中，增磁部與線圈卷繞部相連的增磁部側(cè)邊的尺寸大于 或等于與其相連的線圈卷繞部側(cè)邊的尺寸。
[0059] 實施例一
[0060] 參照圖9a和圖％，示出了本發(fā)明所提供的磁脈沖發(fā)射天線在一種情況的實施例， 磁芯大致形狀可視為工字型，由中部的線圈卷繞部10以及位于線圈卷繞部兩側(cè)的增磁部11 組成，增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊的尺寸大于與線圈卷繞部10側(cè)邊的尺 寸，金屬線圈20以緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞線圈卷繞部10上。需要說明的是，由于 線圈卷繞部10和增磁部11 一體化設(shè)置，因此在實物中并不存在圖中所示的虛線，圖中所示 虛線僅用于方便區(qū)分線圈卷繞部10和增磁部11，在此不予贅述。
[0061 ]另外，當增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊的尺寸等于線圈卷繞部10 側(cè)邊的尺寸時，而由于增磁部11和線圈卷繞部10是一體化設(shè)置，因此增磁部11和線圈卷繞 部10組合在一起為一整體的矩形片狀的磁芯，可參照圖8a所示，在此不予贅述。
[0062]在本發(fā)明的一可選實施例中，增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊的尺 寸大于或等于與其對邊的尺寸。下面就本實施例中可能存在的幾種情況進行進一步的描 述。
[0063] 實施例二
[0064]參照圖10a和圖10b所示，示出了本發(fā)明所提供的磁脈沖發(fā)射天線在一種情況的實 施例，磁芯由中部的線圈卷繞部10和設(shè)置在線圈卷繞部10兩端的增磁部11組成，金屬線圈 20以緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞線圈卷繞部10上;其中，增磁部11與線圈卷繞部10 相連的增磁部11側(cè)邊L1的尺寸大于與其對邊L2的尺寸，也即圖示中L1的長度大于L2的長 度，因此磁芯可以視為由線圈卷繞部10以及設(shè)置在線圈卷繞部10兩端的梯形增磁部11所共 同組成。在另一種可選的實施例中，使增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊L1的 對邊L2的尺寸進一步的縮小，使L2的長度無限接近于0,在此情況下假設(shè)在一種在極端情況 下的令L2的長度等于0(實際情況下并不等于0,但是由于數(shù)值過小，可以視L2的長度為0)， 那么磁脈沖發(fā)射線圈的示意圖可以參照圖l〇c和圖l〇d所示，由線圈卷繞部10以及設(shè)置在線 圈卷繞部10兩端呈三角形的增磁部11組成磁脈沖發(fā)射線圈的磁芯。
[0065] 實施例三
[0066] 在結(jié)合實施例一和實施例二的基礎(chǔ)上，還可進一步對線圈卷繞部10兩側(cè)的增磁部 11形狀進行拓展，請參照圖11a和lib所示，增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊 的尺寸大于線圈卷繞部10側(cè)邊的尺寸，且增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊L1 的尺寸大于與其對邊L2的尺寸，也就是說，在線圈卷繞部10的兩端設(shè)置有梯形狀的增磁部 11，相比較實施例二而言，本實施例的區(qū)別在于，增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11 側(cè)邊的尺寸大于線圈卷繞部10側(cè)邊的尺寸。另外，還可以對11a、lib所示的磁脈沖發(fā)射天線 形狀進行進一步的延伸，在保證增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊的尺寸大于 線圈卷繞部10側(cè)邊的尺寸的同時，令增磁部11與線圈卷繞部10相連的增磁部11側(cè)邊L1的對 邊L2的尺寸進一步縮小，使L2的長度無限接近于0,形成了圖示llc、lld的結(jié)構(gòu)。
[0067] 在使用具有磁脈沖發(fā)射天線的移動支付裝置進行模擬刷卡時，為了P0S終端的磁 頭能夠更好地捕獲移動支付裝置發(fā)送的磁脈沖信號，移動支付裝置最好盡可能地貼近P0S 終端，經(jīng)過多次試驗數(shù)據(jù)表明，磁脈沖發(fā)射天線與P0S終端的磁頭之間的距離在2cm之內(nèi)為 最佳刷"卡"距離。為此，選用3種不同形狀的磁芯，選取磁芯所在平面的中點作為原點0(即X = 〇)，將一平行于磁芯所在平面的霍爾傳感器(高斯計的霍爾傳感器，以下簡稱傳感器)分 別置于不同高度下以及X軸兩側(cè)情況下所測得的磁場強度數(shù)據(jù)，需要說明的是，在進行任意 一組的磁場強度測試時，傳感器的坐標僅僅在X軸方向和Z軸方向做出改變，而在Y軸的坐標 始終不變。其中，X軸方向與磁脈沖發(fā)射天線所在平面橫向延伸的方向一致，傳感器在X軸的 坐標為0,在進行測量時，傳感器以0為坐標原點向X軸兩側(cè)移動進行測量;此外，Z表示為傳 感器與磁芯之間的距離，即上文所述傳感器的高度?？紤]到實驗的復(fù)雜性以及考慮到實際 模擬刷"卡"時磁脈沖發(fā)射天線與POS終端的磁頭之間的距離一般小于2cm，故在此僅提供Z 介于0~12mm之間且X介于± 16mm之間的實驗數(shù)據(jù)。
[0068]表格1為選用整體形狀為矩形形狀磁芯情況下（即圖8a所示磁芯的形狀)在不同高 度測得的磁場模值表，圖8a所示的X = 0，Z = 0即為表格中的原點坐標;表格2為選用工字型 磁芯情況下在不同高度測得的磁場模值表（即圖9a、9b所示磁芯的形狀）；表格3為在線圈卷 繞部10兩側(cè)設(shè)置三角形的增磁部11(即llc、lld所示磁芯的形狀)情況下傳感器在不同高度 測得的磁場模值表，圖示X行和Z列中數(shù)字的單位均為毫米，磁場強度單位為高斯。
[0069] 經(jīng)過將3組測得的數(shù)據(jù)進行對比可以得出，無論采用圖9b所示工字型磁芯的磁脈 沖發(fā)射天線，還是采用圖lid所示線圈卷繞部10兩端具有三角形增磁部11的磁芯的磁脈沖 發(fā)射天線作為測試對象，傳感器測得的磁場強度大部分都要大于在圖8a所示采用整體形狀 為矩形的磁芯的磁脈沖發(fā)射天線作為測試對象時在相同坐標下的磁場強度。例如發(fā)現(xiàn)在傳 感器坐標為X= ± 12或X= ± 16且Z = 0時，選取的3種磁芯形狀的磁脈沖發(fā)射天線能夠測得 最強的磁場強度，例如選取圖8a所示的磁脈沖發(fā)射天線作為測試對象時，在傳感器坐標為X = 16、Z = 0時，能夠測得最大的磁場強度大小為15.42高斯(Gs);選取圖9b所示的工字型磁 脈沖發(fā)射天線作為測試對象時，在傳感器坐標為X=16、Z = 0時，能夠測得最大的磁場強度 大小為21.37高斯;選取圖1 Id所示的磁脈沖發(fā)射天線作為測試對象時，在傳感器坐標為X = 12、Z = 0時，能夠測得最大的磁場強度大小為18.49高斯。
[0070]此外，再列舉幾組坐標情況下三種形狀的磁脈沖發(fā)射天線的磁場強度進行比對： 當選取坐標為x = -16、z= 12時，測得圖8a所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大 小為1.78高斯，測得圖9b所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為2.22高斯， 測得圖1 Id所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為2.19高斯；
[0071 ]當選取坐標為X = -12、Z = 8時，測得圖8a所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信 號強度大小為3.48高斯，測得圖9b所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為 4.16高斯，測得圖lid所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為4.0高斯；
[0072]選取坐標為X = 4、Z = 0時，測得圖8a所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強 度大小為8.9高斯，測得圖9b所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為9.34高 斯，測得圖1 Id所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為9.77高斯；
[0073]選取坐標為X = 8、Z = 8時，測得圖8a所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強 度大小為2.76高斯，測得圖9b所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為3.6高 斯，測得圖lid所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為4.10高斯；
[0074]選取坐標為X=16、Z = 8時，測得圖8a所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強 度大小為2.57高斯，測得圖9b所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為4.10高 斯，測得圖lid所示的磁脈沖發(fā)射天線發(fā)射的磁脈沖信號強度大小為3.59高斯。通過以上數(shù) 據(jù)進行對比能夠驗證本發(fā)明的觀點，即針對傳統(tǒng)的矩形片狀磁芯的磁脈沖發(fā)射天線做出形 狀的改變能夠提升其發(fā)射的磁脈沖信號強度，在此不予贅述。
[0080]表格 3
[0081 ]同時參照圖8b、圖9c、和圖lie所示，其分別示出了具有三種不同形狀的磁芯的磁 脈沖發(fā)射天線中的線圈通靜態(tài)穩(wěn)恒電流時其長中軸線所在平面上的靜態(tài)磁力線分布圖，由 此可見，隨著磁芯形狀的改變，磁脈沖發(fā)射天線的長中軸線所在平面上的靜態(tài)磁力線分布 也會隨著改變，從而帶來磁脈沖信號強度的改變。其中，圖8b、圖9c、和圖11 e中橫向坐標表 示的為X軸的坐標，縱向坐標表示的為Y軸的坐標。
[0082] 在本發(fā)明的一可選實施例中，沿增磁部11與線圈卷繞部10連接的側(cè)邊底部設(shè)置有 垂直于線圈卷繞部10的矩形表面的擴磁部。下面就本實施例中可能存在的幾種情況進行進 一步的描述。
[0083] 實施例四
[0084] 參照圖12a至12c所示，增磁部11與線圈卷繞部10相連共同構(gòu)成了整體形狀為矩形 片狀的磁芯，且在增磁部11與線圈卷繞部10連接的側(cè)邊底部設(shè)置有垂直于線圈卷繞部10的 矩形表面的擴磁部12,在本實施例中，可以視為在圖8a所示磁芯的基礎(chǔ)上，在線圈卷繞部10 兩側(cè)的增磁部11底部還設(shè)置有擴磁部12。另外，還可以在基于實施例一、實施例二和實施例 三的情況下，在增磁部11底部額外增設(shè)擴磁部12，例如圖13a和圖13b所示，是針對圖10d做 出的改進。
[0085]在本發(fā)明的一可選實施例中，線圈卷繞部10的一側(cè)邊與相鄰側(cè)邊的長度比例為 1.5 ~3〇
[0086]在本發(fā)明的一可選實施例中，磁芯的厚度為0.05-0.7mm。經(jīng)過反復(fù)實驗論證發(fā)現(xiàn)， 在現(xiàn)有的驅(qū)動電路驅(qū)動下選用厚度為〇.2mm的磁芯為最佳，無論是從發(fā)射的磁脈沖信號強 度、發(fā)射信號的有效作用距離或其他有利于提高磁脈沖發(fā)射天線性能的因素來說，都能夠 很好地滿足對磁脈沖發(fā)射天線性能最大化的需求。表格4-表格6列出了在采用長方形磁芯 三種不同厚度下磁場強度情況，其中，表格4為選用0.08mm的磁芯在不同方位下所測得的磁 場強度，表格5為選用0.2mm的磁芯在不同方位下所測得的磁場強度，表格6為選用0.45mm的 磁芯在不同方位下所測得的磁場強度。需要說明的是，表格4-表格6所采用的測試規(guī)則與前 文所述的表格1-表格3的測試規(guī)則相同，具體在此不予贅述。
[0087] 經(jīng)過將3組測得的數(shù)據(jù)進行對比可以得出，采用0.2mm厚度的磁芯的磁脈沖發(fā)射天 線在各個方位測得的磁場強度要大于采用〇. 〇8mm厚度和采用0.45mm厚度的磁脈沖發(fā)射天 線測得的磁場強度。例如發(fā)現(xiàn)在傳感器坐標為X=16且Z = 0時，選取的3種厚度的磁芯的磁 脈沖發(fā)射天線能夠測得最強的磁場強度。其中，〇.〇8mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的 最強磁場強度大小為16.48高斯，0.2mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的最強磁場強度大 小為17.28高斯，0.45mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的最強磁場強度大小為14.75高 斯。
[0088]此外，再列舉幾組坐標情況下三種形狀的磁脈沖發(fā)射天線的磁場強度進行比對： 當選取坐標為X = -16、Z= 12時，0.08mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為 1.73高斯，0.2mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為2.13高斯，0.45mm厚度 磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為2.01高斯；
[0089] 當選取坐標為X = -12、Z = 8時，0.08mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強 度大小為3.37高斯，0.2mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為4.03高斯， 0.45mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為3.41高斯；
[0090] 當選取坐標為X = -12、Z = 8時，0.08mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強 度大小為3.37高斯，0.2mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為4.03高斯， 0.45mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為3.41高斯；
[0091] 當選取坐標為X = -8、Z = 4時，0.08mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度 大小為5.50高斯，0.2mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為6.48高斯， 0.45mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為6.37高斯；
[0092]當選取坐標為X=12、Z = 8時，0.08mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度 大小為2.98高斯，0.2mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為3.96高斯， 0.45mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為3.44高斯；
[0093]當選取坐標為X = 16、Z = 12時，0.08mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強 度大小為1.75高斯，0.2mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為2.58高斯， 0.45mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天線測得的磁場強度大小為1.85高斯。
[0094] 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以表明，無論是采用0.08mm還是0.45mm厚度磁芯的磁脈沖發(fā)射天 線，在主要方位上測得的磁場強度均要小于采用0.2mm厚度磁脈沖發(fā)射天線所測得的磁場 強度，能夠證明本發(fā)明的觀點，即磁脈沖發(fā)射天線的磁芯厚度為〇.2mm，能夠獲得最佳的技 術(shù)效果。
[0100] 表格 6
[0101] 在本發(fā)明的一可選實施例中，發(fā)射線圈的材料為銀、銅、鋁或合金。
[0102] 應(yīng)當理解，本文所述的示例性實施例是說明性的而非限制性的。盡管結(jié)合附圖描 述了本發(fā)明的一個或多個實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，在不脫離通過所附權(quán)利 要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種形式和細節(jié)的改變。
【主權(quán)項】
1. 一種磁脈沖發(fā)射天線，應(yīng)用于移動支付設(shè)備中，用于發(fā)射磁脈沖信號以與讀卡器進 行數(shù)據(jù)交互，其特征在于，所述磁脈沖發(fā)射天線包括磁芯和發(fā)射線圈，所述磁芯呈片狀結(jié) 構(gòu)，所述發(fā)射線圈以緊密相鄰且不相互層疊的方式卷繞在所述磁芯的線圈卷繞部上;其中， 所述磁脈沖發(fā)射天線將移動支付設(shè)備生成的用于支付的支付報文通過磁脈沖信號的 方式發(fā)送到讀卡器，由讀卡器的磁頭識別出磁脈沖標記化的支付報文并進行支付。2. 按照權(quán)利要求1所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁芯的線圈卷繞部為矩形 片狀結(jié)構(gòu)。3. 按照權(quán)利要求2所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁芯進一步包括設(shè)置在線 圈卷繞部兩端的用于增強磁脈沖信號強度的增磁部。4. 按照權(quán)利要求3所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述線圈卷繞部與增磁部一體 設(shè)置。5. 按照權(quán)利要求3或4所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述增磁部與線圈卷繞部 相連的增磁部側(cè)邊的尺寸大于或等于與其相連的線圈卷繞部側(cè)邊的尺寸。6. 按照權(quán)利要求5所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述增磁部與線圈卷繞部相連 的增磁部側(cè)邊的尺寸大于或等于與其對邊的尺寸。7. 按照權(quán)利要求3或4所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，沿所述增磁部與線圈卷繞 部連接的側(cè)邊底部設(shè)置有垂直于線圈卷繞部的矩形表面的擴磁部。8. 按照權(quán)利要求1至4任一或6所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁芯的厚度為 O.05~O.7mm。9. 按照權(quán)利要求8所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁脈沖發(fā)射天線將支付報 文通過磁脈沖信號的方式發(fā)射至讀卡器的磁頭的有效作用距離為0~7cm。10. 按照權(quán)利要求8所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁芯的飽和磁感應(yīng)強度 為0.72~1.8T。11. 按照權(quán)利要求8所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁芯的有效導磁率大于 6 · 25mH/m〇12. 按照權(quán)利要求8所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁芯的矯頑力為0.16A/m ~16A/m〇13. 按照權(quán)利要求8所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁芯的材料包括鎳基軟 磁合金材料，所述鎳基軟磁合金材料含有36wt %~87wt %的鎳。14. 按照權(quán)利要求9所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述磁脈沖發(fā)射天線的有效 工作溫度為_35°C~88°C。15. 按照權(quán)利要求1至4任一所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述線圈卷繞部的一 偵_與相鄰側(cè)邊的長度比例為1.5~3。16. 按照權(quán)利要求1至4任一所述的磁脈沖發(fā)射天線，其特征在于，所述發(fā)射線圈的材料 為銀、銅、錯或合金。
【文檔編號】H01Q1/22GK105958206SQ201610438422
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】徐雄偉, 張亦農(nóng), 楊鐵黨, 任慶亮
【申請人】上海易碼信息科技有限公司